机电一体化设备组装与调试（教师组）训练题.doc

电气控制与自动化系统设计与安装调试任务书2009年2月请你根据电气控制与自动化实训设备的描述完成以下工作任务1. 根据电气控制与自动化实训设备的工作要求画出电气原理图并连接电气控制与自动化实训设备的电路；2. 根据电气控制与自动化实训设备的工作要求画出气动系统图连接电气控制与自动化实训设备的气路；3. 根据电气控制与自动化实训设备的工作要求编写PLC控制程序和设置变频器参数；4根据电气控制与自动化实训设备的工作要求调试电气控制与自动化实训设备和控制程序，达到拟订的工作要求和技术要求。电气控制与自动化实训设备描述 一、电气控制与自动化实训设备的组成 电气控制与自动化实训设备的组成如图1所示。该设备的机械部件组成一个金属零件传送与加工的自动控制系统。二、系统工作情况描述系统工作任务是对金属工件进行传送与加工。当工件下料至位置A位置，由机械手夹持送至皮带运输机的位置B，从进料孔放到传送带上进行传送，金属工件由传送带送至位置C后，就开始接受粗加工和精加工。加工完成的成品在位置D由推出气缸推至出料斜槽。如果偶然传送的是非金属工件，则传送带将非金属工件传送到位置C后，由位置C的推出气缸推至出料斜槽。拖动皮带输送机的三相异步电动机驱动由变频器驱动。皮带输送机可进行高、中和低速运行，高速时驱动电机的变频器输出频率为30 Hz，中速时驱动电机的变频器输出频率为20 Hz，低速时驱动电机的变频器输出频率为10 Hz。（一）系统工作状况1. 若系统中各部件处于初始位置，此时可按下按钮SB4启动系统运行。当系统进入运行后，待料及加工指示灯HL1闪光（1次/s），提示皮带运输机在待料。2. 当提升架的光电传感器检测到工件后，气动机械悬臂同时伸出和下降用气爪将工件夹紧，夹紧1 s后手臂同时间上升和臂缩回机械手转动至右限止位置悬臂再同时伸出和下降气爪放松，通过位置B的下料孔将工件放到皮带传送机的传送带上。机械手放下夹持的工件1 s后手臂同时上升和臂缩回机械手转动至左限止位置。然后重复上述的动作，继续进行工件传送。3. 当皮带传送机位置B的光电传感器检测到工件后，指示灯HL1熄灭，拖动皮带传送机的交流电动机起动，以中速运转传送工件。到达C点后，若传送的工件是金属工件，蜂鸣器会短促地鸣叫一声。若传送的工件是白色工件，蜂鸣器会短促地鸣叫两声，若传送的工件是黑色工件，蜂鸣器会短促地鸣叫三声对金属工件，则当金属工件到达位置C时皮带输送机停止，2 s后指示灯HL1发光，工件开始接受加工。加工过程如下：皮带输送机以低速正转运行，金属工件接受粗加工，金属工件到达位置D时粗加工结束，然后以中速返回到位置C；停止1s后，皮带输送机以中速正转运行，金属工件接受精加工，工件再次到达位置D时加工完成，指示灯HL1熄灭。输送机停止，由位置D的推出气缸2将工件推入出料斜槽2。然后推出气缸2的活塞杆缩回到位，本工作周期结束。指示灯HL1又闪光（1次/s）待料。对于白色元件，系统作为成品进行分类。到达C点后进行1S的等待确认后，指示灯HL1熄灭。由位置C的推出气缸1将工件推入出料斜槽1。然后推出气缸2的活塞杆缩回到位，本工作周期结束。指示灯HL1又闪光（1次/s）待料。对于黑色元件，系统作为废料进行分类。到达E点后进行1S的等待确认后，指示灯HL1熄灭。由位置E的推出气缸3将工件推入出料斜槽3。然后推出气缸2的活塞杆缩回到位，本工作周期结束。指示灯HL1又闪光（1次/s）待料。4. 为了保证设备的的工作，只允许一个工件在皮带输送机上传送与加工，因此必须保证只有在皮带传送机停机待料（指示灯HL1闪光1次/s）期间，机械手才能向皮带传送机下料。但若待料时间达到10 s后仍未有料下，指示灯HL1的闪光即变为闪2次/s。提示皮带传送机缺料，直到皮带传送机位置B的光电传感器检测到工件后自动熄灭。5. 按下正常停机按钮SB5，若机械手夹持有工件，系统会继续完成工件的传送、分拣和加工，然后再停机并复位。若机械手已无夹持工件，即机械手会自动回到原点位置停下。而皮带运输机也会在工件完成检测分拣和加工后停止运行并复位。系统停止后，指示灯HL1应熄灭。（二）系统保护要求1. 原始位置系统工作前，必须确保各元件、器件和部件在原始位置，当不符合原始位置要求时，按下SB4系统也不能起动。原始位置要求：（1）过载触点（按钮SB1触点断开）复位；（2）机械手手爪松开，机械手手臂和悬臂气缸的活塞杆缩回，机械手停止在左上方的限止位置；（3）传送带电动机停转；推出气缸活塞杆缩回，2. 断电时的保护断电后恢复供电，设备应接着断电前所处的工作状态运行。但如果工件处于第二次加工时发生断电，该工件将报废。恢复供电后，该工件应以中速返回到位置E处被推出气缸3推出，再继续正常运行。3，过载保护当皮带输送机发生过载时，过载触点动作（按钮SB1按下，常开触点接通），此时蜂鸣器鸣叫，提示发生过载。若过2 s后过载仍未消除，则皮带输送机停止运行。此时机械手仍继续夹持零件直至传送到皮带输送机的下料位置停下等待。当过载消除（按钮SB1复位，常开触点断开）后，蜂鸣器停止鸣叫。按钮SB1复位后，按下启动按钮SB4，皮带输送机重新按停止的状态上继续运行。但若工件处于加工状态时因过载而停机，该工件将报废。故障复位且按下启动按钮SB4后，该工件应以中速返回到位置E处被推出气缸3推出，再继续正常运行。4，连续废料保护 若机器连续出现5个以上废料，HL6（3次/S）闪进行提示三、组装与调试要求1. 部件组装位置要求（1）应保证图1上标注的尺寸（要求误差不超过1 mm）；（2）应保证安装后的机械手能把工件准确地从位置A 夹持传送到位置B。（3）应保证三相交流异步电动机转轴与皮带输送机传动轴的同心度。以电动机拖动皮带输送机时，不发生震动为符合要求。2. 画电气原理图和完成电路连接的要求（1）电气原理图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准（图形符号见附录一）；（2）电路连接应符合工艺要求和安全要求，所有导线应放入线槽，导线与接线端子连接处应套编号管并有相应的编号。（3）元件、器件的金属外壳，应可靠接地。3. 画气动系统图和完成气路连接的要求（1）气动元件的图形符号应符合中华人民共和国国家标准（图形符号见附录二）；（2）气缸、电磁阀的使用应符合下表要求；序号工作台上的气缸控制气缸的电磁阀1供料盘提升气缸固定在高位，由气路实现2机械手前后运动气缸双线圈电磁阀3机械手上下运动气缸双线圈电磁阀4机械手摆动气缸双线圈电磁阀5机械手气爪双线圈电磁阀6位置C DE的分拣气缸单线圈电磁阀（3）不得使用漏气的气管和管路附件；气管与管接头的连接应牢固、可靠。 4. 编写PLC控制程序和设置变频器参数的要求（1）在使用计算机编写程序时，应随时保存已编写好的程序。保存的文件名为工位号；（2）编写程序可用基本指令，也可以使用步进指令或功能指令。5. 调试要求。（1）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应相互配合，协调动作，保证分拣和加工的准确；（2）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应保证皮带输送机启动和停止的位置和时间的准确；（3）调节气路中的流量调节阀，使气缸活塞杆伸出和缩回的速度适中。评分表工位号 程序保存路径 工作任务配分评分项目项目配分扣分标准扣分得分任务得分设备组装及电路、气路40部件调整5部件位置不符要求、皮带松紧、零件松动等，2分/处，本任务最多扣5分电路（25分）原理图10符号、图形不符标准或未做说明，0.5分/个，最多扣6分电路连接10电路原理错误或接线错误，最多扣8分连接工艺5接线端子导线超过2根、导线露铜过长、布线零乱：0.5分/每处，最多扣2分；接线端子连接的导线没有编号管或者编号错误，0.5分/处，最多扣4分。气动系统图与气路（10分）气动系统图6气动原理错误，2分/每处；元件图形符号不符标准，1分/个；最多扣6分气路连接4漏气，调试时掉管，0.5分/每处，气管过长，影响美观或安全，1分/每处，最多扣4分程序与调试50系统工作情况（40分）原始位置5不符合原始条件能运行系统扣3分。HL1不能按要求闪，扣1分。机械手动作10机械手能动作但不能搬运工件，扣5分；机械手动作顺序与要求不符，2分/处。HL1不能按要求闪，扣1分。金属工件15动作与要求不符，皮带速度与要求不符，气缸动作与要求不符，3分/处；HL1不能按要求闪，扣1分。非金属件10动作与要求不符，皮带速度与要求不符，气缸动作与要求不符，3分/处；HL1不能按要求闪，扣1分。过载保护（5分）过载时蜂鸣器不鸣响、排除故障后设备动动作不符要求，扣3分/处；指示灯HL1亮灭不符要求